Carboidratos (Glicídios)

Introdução • Mais da metade do carbono orgânico do planeta está armazenado em apenas duas moléculas de carboidratos: amido e celulose. • Ambos são polímeros do monômero glicose, diferenciando-se apenas pela forma na qual estão ligados. • A glicose, oxidada em CO2 e H2O, é nossa fonte primária de energia. • A celulose, o componente principal das paredes celulares (células vegetais) e de algodão e madeira, é um polímero cujos monômeros encontram-se no mesmo plano.

Monossacarídeos - Introdução • Pode ser um polihidróxi-aldeído (aldose) ou uma polihidroxi-cetona (cetose). • Existem aldoses com 4C (aldotetroses), 5C (aldopentoses), 6C e 7C. O mesmo vale para as cetoses (cetotetroses, cetopentoses…) • Açúcares de 6C são os mais abundantes na natureza, mas açúcares de 5C, ribose e desoxirribose, ocorrem no RNA e DNA, respectivamente.

Monossacarídeos • Estereoisômeros com imagens especulares são também chamados de enantiômeros (ex: L-gliceraldeído e D-gliceraldeído).

Monossacarídeos

Monossacarídeos

Monossacarídeos » Ligações horizontais são aquelas projetadas para a frente do plano do papel, e as verticais representam projetadas para trás do plano. » O carbono mais oxidado é designado C-1. Os demais átomos de C estão numerados a partir desse carbono.

Monossacarídeos – Estruturas cíclicas

Monossacarídeos – Reações – Formação de glicosídeos • Um açúcar com um grupo OH ligado a um C anomérico pode reagir com outra hidroxila para formar uma ligação glicosídica (R-C-R’). • Uma ligação glicosídica não é um éster, pois os glicosídeos podem ser hidrolizados nos álcoóis originais.

Monossacarídeos – Reações – Formação de glicosídeos • A notação para a ligação glicosídica especifica qual forma anomérica do açúcar (α ou ß) é a que está envolvida na ligação e também quais átomos de C estão ligados.

Formação da ligação glicosídica (ex: maltose)

(aldohexose) (cetohexose) Oligossacarídeos • Dissacarídeos importantes: sacarose, lactose e maltose. • sacarose: α-D-glicose + ß-D-frutose (aldohexose) (cetohexose) Ligação glicosídica: α , ß(1 → 2) Não é um açúcar redutor (2 grupos anoméricos envolvidos na ligação), apesar de a glicose e a frutose serem redutores.

Reação de hidrólise da sacarose e sua fórmula estrutural.

Oligossacarídeos • lactose: ß-D-galactose + D-glicose (epímeros-C4) Ligação glicosídica: ß(1 → 4) Como o carbono anomérico não está envolvido na ligação, a glicose assume tanto a forma α quanto a ß e está livre para reagir com agentes oxidantes. • maltose: D-glicose + D-glicose (hidrólise do amido) Ligação glicosídica : α (1 → 4) • celobiose: D-glicose + D glicose (hidrólise da celulose) Ligação glicosídica: ß (1 → 4)

Polissacarídeos • Homo ou Heteropolissacarídeos • Uma caracterização completa de polissacarídeos inclui a especificação de quais monômeros estão presentes, a seqüência dos mesmos e também o tipo de ligação glicosídica envolvida. • Principais polissacarídeos: - Celulose - Amido - Glicogênio - Quitina

Polissacarídeos - Celulose • É o principal componente estrutural das plantas, especialmente de madeira e plantas fibrosas. • É um homopolissacarídeo linear de ß-D-glicose, e todos os resíduos estão ligados por ligações glicosídicas ß (1 → 4). • Cadeias individuais reunidas por pontes de H, que dão às plantas fibrosas sua força mecânica. • Os animais não possuem as enzimas celulases que atacam as ligações ß, que são encontradas em bactérias incluindo as que habitam o trato digestivo dos cupins, animais de pasto, como gado e cavalo.

Estrutura polimérica da celulose: longas cadeias que podem se unir por pontes de Hidrogênio.

Polissacarídeos - Amido • São polímeros de α-D-glicose, que ocorrem nas células de plantas. • Podem ser distinguidos uns dos outros pelo grau de ramificação da cadeia. Ex: a ligação da amilose é α (1 → 4) e a da amilopectina α (1 → 6). • Enzimas que hidrolisam o amido: α e ß amilase, que atacam as ligações α (1 → 4), e enzimas desramificadoras, que degradam α (1 → 6).

Polissacarídeos - Glicogênio • São polímeros de α-D-glicose, que ocorrem em animais, sendo uma forma de armazenamento de energia. • Possui cadeia ramificada, com ligações (1 → 4) e α (1 → 6) nos pontos de ramificação. • A glicogênio-fosforilase remove unidades de glicose do glicogênio (uma por vez) a partir do final não-redutor.

Polissacarídeos – Quitina • É semelhante à celulose, em estrutura e função, com resíduos ligados por ligações glicosídicas ß (1 → 4). • Difere-se da celulose na natureza de monossacarídeos; na celulose o monômero é a ß-D-glicose, e na quitina o monômero é a N-acetil- ß-D-glicosamina. • Possui papel estrutural e apresenta boa resistência mecânica (filamentos individuais unidos por pontos de H).